Kimia, sifat fizikal bahan

2024 Pengarang: Angel Austin | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 05:36

Hari ini, terdapat kira-kira 2.5 juta pelbagai sebatian dari kedua-dua asal semula jadi dan disintesis secara buatan oleh manusia. Kesemua mereka sangat berbeza, sebahagian daripada mereka adalah peserta yang tidak boleh ditukar ganti dalam proses biologi yang berlaku dalam organisma hidup. Sebatian dibezakan antara satu sama lain dengan sifat bahan. Ciri dan perkara lain yang membolehkan anda mengenal pasti molekul kimia tertentu, kami akan mempertimbangkan lebih lanjut.

Apakah itu bahan?

Jika anda mentakrifkan konsep ini, anda perlu menunjukkan kaitannya dengan badan fizikal. Lagipun, adalah kebiasaan untuk mempertimbangkan bahan yang mana badan-badan ini terdiri. Jadi, kaca, besi, sulfur, kayu adalah bahan. Contoh boleh diberikan tanpa henti. Lebih mudah untuk memahami perkara berikut: istilah yang dipertimbangkan merujuk kepada semua kepelbagaian gabungan molekul berbeza yang wujud di dunia, serta zarah monoatomik ringkas.

Oleh itu, air, alkohol, asid, alkali, protein, karbohidrat, garam, gula, pasir, tanah liat, berlian, gas, dan sebagainya - ini semua adalah bahan. Contoh membolehkan anda menangkap intipati konsep ini dengan lebih jelas.

Tubuh fizikal ialah produk yang dicipta oleh alam atau manusia berdasarkan pelbagai sebatian. Sebagai contoh, gelas ialah badan yangdiperbuat daripada kaca, dan helaian kertas ialah badan, yang diproses pulpa atau kayu.

Sudah tentu, semua molekul adalah berbeza. Apa yang mendasari perbezaan mereka dipanggil sifat mereka - fizikal, organoleptik dan kimia. Mereka ditentukan menggunakan kaedah khas, yang setiap sains mempunyai sendiri. Ia boleh menjadi kaedah matematik, analitikal, eksperimen, instrumental, dan banyak lagi kaedah yang pelbagai. Sebagai contoh, sains kimia menggunakan untuk setiap bahan, atau lebih tepat, untuk pengecamannya, reagennya. Ia dipilih berdasarkan ciri struktur molekul dan ramalan sifat kimia. Kemudian ia disahkan secara eksperimen, diluluskan dan ditetapkan dalam asas teori.

Pengkelasan bahan

Pembahagian sebatian kepada kumpulan boleh berdasarkan banyak ciri yang berbeza. Contohnya, keadaan agregat. Kesemuanya boleh terdiri daripada empat jenis mengikut faktor ini:

plasma;
gas;
cecair;
bahan kristal (pepejal).

Jika kita mengambil sebagai asas ciri yang lebih "mendalam", maka semua bahan boleh dibahagikan kepada:

organik - berdasarkan rantai dan kitaran atom karbon dan hidrogen;
bukan organik - semua orang.

Mengikut komposisi unsur, yang mencerminkan formula bahan, kesemuanya ialah:

mudah - daripada satu jenis atom kimia;
kompleks - dua atau lebih jenis elemen yang berbeza.

Seterusnya,mudah dibahagikan kepada logam dan bukan logam. Sebatian mempunyai banyak kelas: garam, bes, asid, oksida, ester, hidrokarbon, alkohol, asid nukleik dan sebagainya.

Jenis formula kompaun yang berbeza

Apakah itu visual, iaitu grafik, paparan sambungan? Sudah tentu, ini adalah formula bahan. Mereka berbeza. Bergantung pada spesies, maklumat yang terkandung di dalamnya tentang molekul juga berbeza. Jadi, terdapat pilihan sedemikian:

Empirikal, atau molekul. Mencerminkan komposisi kuantitatif dan kualitatif bahan. Ia termasuk simbol unsur konstituen dan indeks di sudut kiri bawahnya, menunjukkan jumlah atom ini dalam molekul. Contohnya, N₂O, Na₂SO₄, AL_2(SO4₎3.
Grafik elektronik. Formula ini menunjukkan bilangan elektron valens bagi setiap unsur yang membentuk sebatian. Oleh itu, mengikut pilihan ini, adalah mungkin untuk meramalkan beberapa sifat kimia dan fizikal bahan.
Dalam kimia organik, adalah kebiasaan untuk menggunakan formula struktur penuh dan singkatan. Mereka mencerminkan susunan ikatan atom dalam molekul, di samping itu, mereka dengan jelas menunjukkan kepunyaan bahan kepada kelas sebatian tertentu. Dan ini membolehkan anda menentukan dengan tepat jenis molekul tertentu dan meramalkan semua ciri interaksinya.

Oleh itu, simbolisme kimia dan formula sebatian yang dirumus dengan betul adalah bahagian paling penting dalam bekerja dengan semua bahan yang diketahui. Ini adalah asas teori yang perlu anda ketahuisetiap pelajar kimia.

Sifat fizikal

Ciri yang sangat penting ialah sifat fizikal bahan yang nyata. Apakah kepunyaan kumpulan ini?

Keadaan agregat dalam pelbagai keadaan, termasuk keadaan standard.
Mendidih, mencair, membeku, suhu sejatan.
Ciri organoleptik: warna, bau, rasa.
Keterlarutan dalam air dan pelarut lain (organik, contohnya).
Ketumpatan dan kecairan, kelikatan.
Kekonduksian elektrik dan haba, kapasiti haba.
Kebolehtelapan elektrik.
Radioaktiviti.
Penyerapan dan pelepasan.
Induktansi.

Terdapat juga beberapa penunjuk yang sangat penting untuk senarai lengkap yang mencerminkan sifat bahan. Walau bagaimanapun, ia adalah antara fizikal dan kimia. Ini ialah:

potensi elektrod;
jenis kekisi kristal;
elektronegativiti;
kekerasan dan kerapuhan;
kemuluran dan kemuluran;
volatiliti atau turun naik;
kesan biologi pada organisma hidup (beracun, menyesakkan, lumpuh saraf, neutral, bermanfaat, dll.).

Selalunya penunjuk ini disebut dengan tepat apabila sifat kimia bahan sudah dipertimbangkan secara langsung. Walau bagaimanapun, anda juga boleh menentukannya dalam bahagian fizikal, yang tidak akan menjadi satu kesilapan.

Sifat kimia bahan

Kumpulan ini termasuksemua kemungkinan jenis interaksi molekul yang dipertimbangkan dengan bahan mudah dan kompleks lain. Iaitu, ini adalah tindak balas kimia secara langsung. Bagi setiap jenis sambungan, ia adalah khusus. Walau bagaimanapun, sifat kumpulan biasa dibezakan untuk keseluruhan kelas bahan.

Sebagai contoh, semua asid mampu bertindak balas dengan logam mengikut kedudukannya dalam siri elektrokimia voltan logam. Juga, semuanya dicirikan oleh tindak balas peneutralan dengan alkali, interaksi dengan asas tidak larut. Walau bagaimanapun, asid sulfurik dan nitrik pekat adalah istimewa, kerana hasil interaksinya dengan logam berbeza daripada yang diperoleh hasil tindak balas dengan ahli kelas yang lain.

Setiap bahan mempunyai banyak sifat kimia. Bilangan mereka ditentukan oleh aktiviti sebatian, iaitu, keupayaan untuk bertindak balas dengan komponen lain. Terdapat sangat reaktif, terdapat boleh dikatakan lengai. Ini hanya penunjuk individu.

Bahan mudah

Ini termasuk yang terdiri daripada jenis atom yang sama, tetapi nombor yang berbeza. Contohnya, S_8, O_2, O_3, Au, N _2, P_4, CL_2, Ar dan lain-lain.

Sifat kimia bahan ringkas dikurangkan kepada interaksi dengan:

logam;
bukan logam;
air;
asid;
alkali dan amfoterik hidroksida;
sebatian organik;
garam;
oksida;
peroksida dan anhidrida dan lain-lainmolekul.

Sekali lagi, perlu dinyatakan bahawa ini adalah ciri yang sangat khusus untuk setiap kes tertentu. Oleh itu, sifat fizikal dan kimia bahan mudah dianggap secara individu.

Bahan Kompleks

Kumpulan ini termasuk sebatian yang molekulnya dibentuk oleh dua atau lebih unsur kimia yang berbeza. Bilangan setiap daripada mereka boleh berbeza. Untuk memahami, berikut ialah beberapa contoh mudah:

H₃PO₄;
K₃[Fe(CN)₆];
Cu(OH)₂;
LiF;
AL₂O₃ dan lain-lain.

Memandangkan kesemuanya tergolong dalam kelas bahan yang berbeza, adalah mustahil untuk memilih ciri fizikal dan kimia yang sama untuk semua. Ini adalah sifat khusus, pelik dan individu dalam setiap kes.

Bahan bukan organik

Hari ini terdapat lebih 500 ribu daripadanya. Terdapat kedua-dua mudah dan kompleks. Secara keseluruhan, beberapa kelas utama sebatian tak organik boleh dibezakan, yang mewakili semua kepelbagaiannya.

Bahan mudah logam.
Oksida.
Bahan ringkas bukan logam.
Gas mulia atau lengai.
Peroksida.
Anhidrida.
Sebatian hidrogen meruap.
Hidrida.
Garam.
Asid.
Asasi.
Sebatian amfoterik.

Mana-mana wakil setiap kelas mempunyai set fizikalnya sendirisifat kimia yang membolehkan ia dibezakan daripada sebatian lain dan dikenal pasti.

Sifat bahan organik

Organik ialah cabang kimia yang berkaitan dengan kajian sebatian selain bukan organik dan sifatnya. Strukturnya adalah berdasarkan atom karbon yang boleh bergabung antara satu sama lain dalam pelbagai struktur:

rantai linear dan bercabang;
kitaran;
cincin aromatik;
heterocycles.

Organisme hidup hanya terdiri daripada sebatian sedemikian, kerana asas kehidupan adalah protein, lemak dan karbohidrat. Kesemua mereka adalah wakil bahan organik. Oleh itu, sifat mereka adalah istimewa. Walau bagaimanapun, dalam apa jua keadaan, tidak kira jenis molekul yang kita bincangkan, ia tetap akan dicirikan oleh set sifat fiziko-kimia tertentu yang telah kita nyatakan sebelum ini.

Apakah benda hidup?

Hidup ialah bahan dari mana keseluruhan biojisim planet kita tersusun. Iaitu, organisma yang membentuk kehidupan di atasnya:

bakteria dan virus;
simple;
tumbuhan;
haiwan;
cendawan;
orang.

Oleh kerana bahagian utama sebatian dalam komposisi makhluk hidup adalah organik, ia adalah tepatnya yang boleh dikaitkan dengan kumpulan bahan hidup. Namun, tidak semua. Hanya mereka yang tanpanya kewujudan wakil biosfera hidup adalah mustahil. Ini adalah protein, asid nukleik, hormon, vitamin, lemak, karbohidrat, asid amino dan lain-lain. Istilah "bahan hidup" diperkenalkanVernadsky, pengasas doktrin biosfera planet ini.

Sifat benda hidup:

memiliki tenaga dengan kemungkinan perubahannya;
regulasi diri;
pergerakan bebas;
ganti generasi;
pelbagai melampau.

Kristal dan bahan logam

Crystalline merujuk kepada semua sebatian yang mempunyai jenis struktur kekisi spatial tertentu. Terdapat sebatian dengan kekisi kristal atom, molekul atau logam. Bergantung pada jenis, sifat bahan kristal juga berbeza. Sebatian pepejal biasa dalam bentuk hablur halus atau kasar tersebar ialah pelbagai garam.

Terdapat juga bahan ringkas dengan struktur yang serupa, seperti berlian atau grafit, batu berharga dan separuh berharga, mineral, batu. Sifat utamanya: